Mikroenkapsulasi
adalah proses fisik dimana bahan aktif
(bahan inti), seperti partikel padatan, tetesan air ataupun gas, dikemas dalam
bahan sekunder (dinding), berupa lapisan film tipis. Proses ini
digunakan untuk melindungi suatu zat agar tetap tersimpan dalam keadaan baik
dan untuk melepaskan zat tersebut pada kondisi tertentu saat digunakan. Ide
dasar mikroenkapsulasi berasal dari sel, yaitu permeabilitas selektif membran
sel memberikan perlindungan terhadap inti sel dari kondisi lingkungan yang
berubah-ubah dan berperan dalam pengaturan metabolisme sel. Mikroenkapsulasi
yang berkembang saat ini menggunakan prinsip yang sama untuk melindungi bahan
aktif dari kondisi lingkungan yang tidak mendukung.
1.
Pengertian Spray
Drying
Spray
drying merupakan suatu proses pengeringan untuk mengurangi kadar air suatu
bahan sehingga dihasilkan produk berupa bubuk melalui penguapan cairan. Spray
drying menggunakan atomisasi cairan untuk membentuk droplet, selanjutnya
droplet yang terbentuk dikeringkan menggunakan udara kering dengan suhu
dan tekanan yang tinggi. Bahan yang digunakan dalam pengeringan spry drying
dapat berupa suspensi, dispersi maupun emulsi. Sementara produk akhir yang
dihasilkan dapat berupa bubuk, granula maupun aglomerat tergantung sifat
fisik-kimia bahan yang akan dikeringkan, desain alat pengering dan hasil akhir
produk yang diinginkan.
- Mekanisme kerja spray drying
Prinsip
dasar Spray drying adalah memperluas permukaan cairan yang akan dikeringkan
dengan cara pembentukan droplet yang selanjutnya dikontakkan dengan udara
pengering yang panas. Udara panas akan memberikan energi untuk proses penguapan
dan menyerap uap air yang keluar dari bahan.
Bahan (cairan) yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu nozzle
(saringan bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet) yang sangat halus. Butiran ini selanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara panas. Hasil pengeringan berupa
bubuk akan berkumpul dibagian bawah ruang pengering yang selanjutnya dialirkan
ke bak penampung.
3.
Kelebihan dan Kekurangan
metode Spray Drying
- Kelebihan
·
Kapasitas
pengeringan besar dan proses pengeringan terjadi dalam waktu yang sangat cepat.
Kapasitas pengeringan mencapai 100 ton/jam.
·
Tidak terjadi
kehilangan senyawa volatile dalam jumlah besar (aroma)
·
Cocok untuk produk
yang tidak tahan pemanasan (tinggi protein)
·
Memproduksi
partikel kering dengan ukuran, bentuk, dan kandungan air serta sifat-sifat lain
yang dapat dikontrol sesuai yang diinginkan
·
Mempunyai
kapasitas produksi yang besar dan merupakan system kontinyu yang dapat
dikontrol secara manual maupun otomatis
- Kekurangan metode Spray Drying
·
Memerlukan biaya
yang cukup tinggi
·
Hanya dapat
digunakan pada produk cair dengan tingkat kekentalan tertentu
·
Tidak dapat diaplikasikan pada produk yang memiliki sifat
lengket karena akan menyebabkan penggumpalan dan penempelan pada permukaan alat
4.
Aplikasi Spray Drying
Aplikasi
spray drier dalam industri biasanya digunakan untuk mengeringkan suatu cairan
dengan produk akhir berupa bubuk atau serbuk butiran. Spray dryer ini banyak
dimanfaatkan untuk mnegeringkan susu bubuk, ekstrak kopi, tepung, dan
lain sebagainya. Pengeringan menggunakan metode ini juga banyak dimanfaatkan
untuk membuat produk-produk instran terenkapsulasi, seperti misalnya pembuatan
yoghurt instan, ataupun minuman instan mengandung vitamin C dan sebagainya.
Mikroenkapsulasi menggunakan spray
dyring paling banyak digunakan dalam industri pangan karena biayanya
relatif lebih rendah. Proses ini fleksibel, dapat
digunakan untuk variasi bahan dalam mikroenkapsulasi karena peralatannya mudah
diterapkan dalam pengolahan bermacam bahan dan menghasilkan partikel-partikel
yang berkualitas baik dengan distribusi ukuran partikel yang konsisten.
Bahan makanan yang dikemas dengan cara
ini meliputi lemak, minyak, dan penyedap rasa. Pelapisnya dapat berupa
karbohidrat, seperti dekstrin, gula, pati, dan gum, atau protein,
seperti gelatin dan protein kedelai. Proses mikroenkapsulasi meliputi pembentukan
emulsi atau suspensi antara bahan aktif dan pelapis, dan pengkabutan emulsi ke
sirkulasi udara kering panas dalam ruang pengering menggunakan atomizer
ataupun nozzle. Kadar air dalam droplet emulsi diuapkan akibat
kontak dengan udara panas. Padatan yang tersisa dari bahan pelapis menjebak
bahan inti.
Spray drying berguna untuk
bahan makanan yang sensitif terhadap panas karena proses pengeringan
berlangsung sangat cepat. Bagaimanapun juga masih terdapat kehilangan bahan
aktif yang memiliki titik didih rendah. Sifat fisik dari mikrokapsul tergantung
pada suhu udara panas (sekitar 150 — 200°C), derajat dan keseragaman dalam pengkabutan emulsi,
kadar kepadatan dari emulsi (30 — 70%), dan suhu emulsi. Keuntungan spray
drying mencakup keanekaragaman dan ketersediaan mesin, kualitas mikrokapsul
yang tetap baik, berbagai ukuran partikel yang dapat diproduksi, dan kemampuan
dispersibilitas yang baik dalam media berair. Beberapa kerugian yang diperoleh
di antaranya kehilangan bahan aktif dengan titik didih rendah, adanya proses
oksidasi dalam senyawa penyedap rasa, dan keterbatasan pada pilihan bahan
dinding, dimana bahan dinding harus dapat larut pada air dengan jumlah yang
layak.